JP2016204924A - 水中構造物補修用の硬化性組成物及びそれを用いて行う水中構造物の補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来公知の樹脂系の注入材の注入によっては、十分な補修が困難であった、水中に存する微細な亀裂等に対しても、亀裂の最深部まで自律的な浸透が可能であり、十分な耐久性をもって補修効果を保持しうる水中構造物補修用の硬化性組成物を提供すること。
【解決手段】水と、主材セメントと、水中不分離性混和剤と、無機粒子からなる加重材と、を含有し、前記加重材は、粒径０．１ｍｍアンダーの割合が９０％以上で粒径０．０５ｍｍアンダーの割合が８０％以上の粒度分布を有し、該加重材の真比重は、前記主材セメントの真比重よりも大きい水中構造物補修用の硬化性組成物とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、水中構造物補修用の硬化性組成物、及びそれを用いて行う水中構造物の補修方法に関する。詳しくは、海中や或いは地下水脈近辺の土中等に埋設された大型のコンクリート製の立坑構造物等、その周囲に存在する水分に浸漬される状態で設置される水中構造物の補修に用いることができる水中構造物補修用の硬化性組成物と、それを用いた補修方法に関する。

本発明に係る水中構造物補修用の硬化性組成物は、例えば、図１に示すような水中構造物１０の底面１１に発生した亀裂１１２の補修に用いることができる。ここで、水中構造物１０は、土壌４中に埋設されている立坑状のコンクリート構造物であるが、その内部は水３に浸漬されている。本明細書においては、文字通り海中等の水中に設置されている構造物の他、水中構造物１０のように、その構造物の少なくとも一部が水分で浸漬される状態で使用されるものも併せて「水中構造物」と称するものとする。

ここで、上記のような水中構造物１０の底面１１に亀裂１１２が発生している場合の対応として、以下の対応手段が考えられる。先ず、予め水３を亀裂１１２の周囲から排水することが容易な場合であれば、コンクリート構造物等の亀裂を補修する一般的な方法を適用することが考えられる。このような補修方法の一例して、例えば、湿気硬化型のポリウレタンポリマー等の樹脂組成物を高圧で亀裂内部に圧入する方法がある（特許文献１参照）。

一方で、水３の排除が困難であるか、或いは、排除のための作業コストが過剰になる場合は、潜水ダイバー等による水中での補修作業が必要となる。この水中での補修作業の作業性の向上や補修箇所へのより確実な注入のために、注入材に適当な水中不分離性と疎水特性を付与した各種のグラウト材も実用化されている（特許文献２参照）。

しかしながら、上記のような水中での補修作業を行うためには、水中での亀裂１１２の場所や大きさの把握が必要であり、それには多大な労力と時間を要する。又、注入材を亀裂１１２の内部へ充填するには、注入材に高い圧力をかけて注入する必要がある。この高い圧力によって、構造物に更なる亀裂を生じさせてしまう場合もあった。

そこで、水中作業による注入材の圧入に係る上記の問題を解決することを企図して、注入材の自重及び流動性を利用した自然落下による注入材の亀裂内部への自律的な浸透による補修方法も提案されている（特許文献３参照）。この方法によれば、注入材の水中への投入前に亀裂１１２の場所や大きさを詳細に把握する必要もなく、注入時に注入材に高い圧力をかける必要もなくなる旨の記載が上記文献にはある。

しかしながら、特許文献３に開示されている水中構造物補修用の硬化性組成物は粘性の高いエポキシ樹脂を主材としたものであり、その比重は、たかだか１〜１．５程度とされている。本発明者らの知見によれば、そのような粘度と比重からなる硬化剤は、例えば、一般的なコンクリート構造物から水漏れが発生し始める初期段階の微細な亀裂、即ち、幅０．１５ｍｍ程度の亀裂に対しては、その自重のみで、亀裂内の水を押出しながら自律的に浸透していくことは、実際にはほとんどありえない。上記の注入材は、実際には、その大部分が亀裂の表面近傍において固化し、亀裂の表面を被覆するに止まる。よって、補修部分の耐久性は不十分なものとなる可能性が高い。

ここで、「ひび割れ調査、補修・補強指針２００９」（日本コンクリート工学会 ８５頁、参考表−４．２．３）には、高水圧下でのコンクリート構造物からの漏水は、幅０．１ｍｍ以下の亀裂であれば、ほとんど生じないとされている。逆に言えば、幅０．１ｍｍを超える亀裂であれば、漏水が生じる怖れがあるということである。よって、水中に存在する、例えば、幅０．１５ｍｍ程度の微細な亀裂にも、その最深部まで自律的な浸透が可能な、水中構造物補修用の硬化性組成物の開発が望まれていた。

特開２００４−２５１０１０号公報 特開２００５−１２６５０６号公報 特開２００５−２３２７８号公報

本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来公知の注入材の注入によっては、十分な補修が困難であった、水中に存する微細な亀裂等に対しても、亀裂の最深部まで自律的な浸透が可能であり、十分な耐久性をもって補修効果を保持しうる水中構造物補修用の硬化性組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、セメント系の組成物に、所定範囲の粒度分布と真比重を有する無機系の粒子からなる加重材を添加することにより、水中に存する微細な亀裂に対しても、当該亀裂の最深部まで自律的な浸透が可能な水中構造物補修用の硬化性組成物を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。

（１） 水と、主材セメントと、水中不分離性混和剤と、無機粒子からなる加重材と、を含有し、前記加重材は、粒径０．１ｍｍアンダーの割合が９０％以上で粒径０．０５ｍｍアンダーの割合が８０％以上の粒度分布を有し、該加重材の真比重は、前記主材セメントの真比重よりも大きい水中構造物補修用の硬化性組成物。

（１）の発明によれば、水中への投入を前提とした水中構造物補修用の硬化性組成物において、主材をセメント系材料とし、これに、上記の通りの、粒径が小さく比重が大きい加重材を添加した。これにより、従来公知の樹脂系の硬化剤によっては、自律的な浸透が実質的に不可能であった水中の微細な亀裂にも、これを自律的に浸透させて亀裂の補修を行うことができる。

（２） 前記加重材の真比重が、３．３以上９．０以下である（１）に記載の水中構造物補修用の硬化性組成物。

（２）の発明によれば、真比重が概ね３程度である一般的な普通ポルトランドセメントや高炉セメント等を主材セメントとして（１）の水中構造物補修用の硬化性組成物を製造した場合において、その効果を、十分に高い確度で発現させることができる。

（３） 前記加重材の平均粒径が、０．０２ｍｍ以下である（１）又は（２）に記載の水中構造物補修用の硬化性組成物。

（３）の発明によれば、（１）又は（２）に記載の水中構造物補修用の硬化性組成物を用いて、加重材の粒径を更に好ましい範囲に最適化することにより、一般にコンクリート構造物において漏水が問題となり始めるとされている０．１５ｍｍ程度の微細な亀裂に対しても、極めて高い確度で、（１）又は（２）の硬化性組成物を補修対象の亀裂内に自律的に浸透させることができる。

（４） 前記無機粒子が硫酸バリウムである（１）から（３）のいずれかに記載の水中構造物補修用の硬化性組成物。

（４）の発明によれば、化学的に安定している硫酸バリウムを用いることにより、硬化剤中の添加物と主材セメントとの不要な反応を確実に排除しつつ、（１）から（３）の発明の効果を、極めて高い確度で発現させることができる。又、長期における化学的安定性により、補修箇所の耐久性についても優れたものとすることができる。

（５） （１）から（４）のいずれかに記載の水中構造物補修用の硬化性組成物を、水中構造物の亀裂の発生部分が浸漬されている水中に投入する工程を含み、前記水中構造物補修用の硬化性組成物の水中への投入を、前記亀裂の発生位置によって限定されない任意の投入位置から行い、該水中構造物補修用の硬化性組成物を前記亀裂の内部へ自律的に浸透させることにより前記亀裂の補修を行う水中構造物の補修方法。

（５）の発明によれば、従来の水中構造物補修用の硬化性組成物では、従来、補修が困難であった水中の微細な亀裂を、硬化性組成物の水中での自律的な拡散と亀裂への自律的な浸透により、従来より格段に容易且つ高い確度で補修することができるようになる。

（６） 前記水中構造物補修用の硬化性組成物の水中への投入を、前記亀裂の発生位置を特定する工程を経ずに行うことを特徴とする（５）に記載の水中構造物の補修方法。

（６）の発明によれば、（５）の発明の作業容易性を更に高めることができる。例えば、構造物の亀裂発生位置の特定が困難な状況であっても、（５）の発明の効果を十分に享受することができる。

本発明によれば、従来公知の注入材によっては十分な補修が困難であった水中に存する微細な亀裂等に対しても、亀裂の最深部まで自律的な浸透が可能であり、十分な耐久性をもって補修効果を保持しうる水中構造物補修用の硬化性組成物、及び、補修が困難であった水中の微細な亀裂を、従来より格段に容易且つ高い確度で補修することができる水中構造物の補修方法を提供することができる。

本発明の水中構造物の補修方法の実施態様の一例を示す模式図である。 本発明の水中構造物の補修方法の実施態様の一例を示す模式図であり、本発明実施前における水中構造物の亀裂の態様を示す模式図である。 本発明の水中構造物の補修方法の実施態様の一例を示す模式図であり、本発明実施後における水中構造物の亀裂の態様を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されない。

＜水中構造物補修用の硬化性組成物＞
本発明の水中構造物補修用の硬化性組成物（以下単に「硬化性組成物」とも言う）は、主材セメントと、水中不分離性混和剤と、所定範囲の粒度分布と密度を有する無機粒子からなる加重材と、を含んでなる組成物材料を、適量の水に混錬してペースト状としたものである。

この硬化性組成物は、水中構造物の補修に用いることができる。そして、この硬化性組成物は、水中構造物に対して、亀裂発生箇所によって特定されない任意の投入箇所から水中へ投入することにより水中の不特定の位置に散在する亀裂の補修が容易且つ高い確度で行えるものであることを特徴とする。又、亀裂内への硬化性組成物の充填は、水中への投入後に硬化性組成物に水圧以外の外圧を追加的に加える作業を要しない。この硬化性組成物の亀裂内部への充填は、硬化性組成物自体の組成に起因して、水圧と重力のみによって促進される硬化性組成物の自律的な亀裂内への浸透によって実現される。

尚、本発明の硬化性組成物は、コンクリート製の水中構造物の底面に発生した亀裂の補修に用いられる態様が主たる実施態様となる。但し、本発明の実施態様は、これに限られるものではない。例えば、金属製の材料からなる水中構造物等、コンクリート構造物以外の水中構造物における何らかの構造上の隙間を埋める補修においても、本発明の硬化性組成物を用いることにより、上記同様の効果を享受することができる。

［水セメント比］
本発明の硬化性組成物は、下記に説明する主材セメントと水の重量比である水セメント比を、３０％以上３００％以下とすることが好ましく、同比を１００％以上２００％以下とすることがより好ましい。又、水セメント比は、上記範囲を目安とし、硬化性組成物に求める水中での拡散範囲の大きさ等に応じて、適切な流動性を付与できるように適宜最適な比率に調整すればよい。

硬化性組成物の流動性についてより具体的には、ＪＩＳＲ５２０１のモルタルフロー値（０打：打撃回数０回）が、２００ｍｍ〜５００ｍｍ程度、好ましくは３５０ｍｍ〜４５０ｍｍとなるように、使用環境や亀裂の状態に応じて調整すればよい。適切な流動性を硬化性組成物に付与することにより、硬化性組成物は、水中で所望の範囲にまで自律的に拡散し、水中構造物の底面の各所に散在する亀裂内に、その自重によって自律的に浸透していくことが可能となる。尚、本明細書における「フロー値」とは、上記「モルタルフロー値」のことを言うものとする。

又、本発明の硬化性組成物は、組成物中の水の容積と主材セメントの容積と加重材の容積との和である粉体容積との比である水粉体容積比を、６０％以上２５０％以下とすることが好ましく、同比を１５０％以上２３０％以下とすることがより好ましい。水粉体容積比を、上記範囲となるように硬化性組成物を調合することにより、調合後硬化前段階の同組成物に、好ましい流動性と分離抵抗性を付与することができる。これにより、硬化性組成物は、水中で所望の範囲にまで自律的に拡散し、水中構造物の底面の各所に散在する亀裂内に、その自重によって自律的に浸透していくことが可能となる。

［主材セメント］
本発明の硬化性組成物に用いる主材セメントとしては、入手容易性や経済性の観点から、汎用品として広く用いられている各種のポルトランドセメントや高炉セメントを好ましく用いることができる。又、これに限られず、従来一般的に用いられている各種のセメントを、必要に応じて適宜選択することができる。又、石炭灰やフライアッシュ、砕石粉等によりセメント材料の一部を代替することにより材料コストや環境負荷の低減を図ることも可能である。

本発明の硬化性組成物中における主材セメントの含有量は、硬化性組成物１ｍ^３当り２５０ｋｇ以上１０００ｋｇ以下の範囲であることが好ましい。２５０ｋｇ未満では、補修箇所が硬化不良や強度発現不良となる場合があり、１０００ｋｇを超えると、組成物の粘度が高く、上記の自律的な亀裂への浸透が十分に起こらない場合がある。

［水中不分離性混和剤］
本発明の硬化性組成物は、水中への投下を前提とする。そのために必要となる水中不分離性を付与するために、硬化性組成物には水中不分離性混和剤を添加する。この水中不分離性混和剤としては、特段の限定なく従来公知の各種の混和剤を用いることができる。水中不分離性混和剤の好ましい例として、水溶性セルロースエーテルを主とする混和剤や、アルキルアリルスルフォン酸塩、アルキルアンモニウム塩等を含有する高機能特殊増粘剤を挙げることができる。これらの添加により、水中への投入によって亀裂等の補修を行うことを目的とする本発明の硬化性組成物に求められる水中不分離性を付与することができる。

硬化性組成物中における水中不分離性混和剤の含有量は、混和剤の種類に応じて、水に対する含有量比を一般的な使用態様の範囲で適宜調整すればよい。例えば、上記の高機能特殊増粘剤を用いる場合には、水に対する含有量で１．０質量％以上８．０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは、同含有量が４．０質量％以上５．０質量％以下である。１．０質量％未満では、水中不分離性向上の効果が必ずしも十分ではない場合がある。一方８．０質量％を超えても、それ以上の効果の増進は認められない場合が多く、かえって流動性が低下する場合が多い。尚、水溶性セルロースエーテルを主とする混和剤を用いる場合には、水に対する好ましい含有量は、０．３質量％以上２．０質量％以下となり、より好ましい含有量は、０．５質量％以上１．５質量％以下となる。

［加重材］
本発明の硬化性組成物は、粒度分布と密度を特定の最適範囲に限定した無機粒子からなる加重材を添加したものであることを主たる特徴とする。この加重材としては、粒度分布と密度を以下に説明する本発明独自の範囲とするものであれば、補修対象となる構造物を構成する材に対して不活性な無機粒子を広く用いることができる。より具体的には、例えば補修対象の水中構造物がコンクリート構造物である場合であれば、セメント材や水との間で、不要な反応を起こして、構造物の物性に好ましくない変化を引き起こすリスクがない物質である限り、従来公知の無機粒子系の加重材を広く用いることができる。

本発明の硬化性組成物における加重材は、以下の粒度分布を有するものとする。即ち、加重材は、粒径０．１ｍｍアンダーの割合が９０％以上であり、粒径０．０５ｍｍアンダーの割合が８０％以上の粒度分布を有するものとする。又、同粒度分布は、粒径０．１ｍｍアンダーの割合が９９％以上であり、粒径０．０５ｍｍアンダーの割合が９０％以上であることが好ましい。加重材の粒度分布を上記範囲とすることにより、上述の通り、構造物において一般に漏水の危険が生じる一般的基準と考えられている幅０．１５ｍｍ程度の微細な亀裂への硬化性組成物の自律的な浸透の作用を十分に発現させることができる。

加重材の粒径は、その平均粒径を０．０２ｍｍ以下とすることがより好ましい。平均粒径をこのように十分に小さいものとすることにより、補修対象となる幅０．１５ｍｍ程度の亀裂が存在する水中において、当該亀裂内への硬化性組成物の自律的な浸透をより確実に促進させることができる。

又、加重材の平均粒径は、主材セメントの平均粒径との関係においては、主材セメントの平均粒径の１．２倍以下の平均粒径であることが好ましく、１．０倍以下であることがより好ましい。これにより硬化性組成物の上記の亀裂内への自律的な浸透を更に促進することができる。主材セメントの平均粒径は、例えば、一般的な普通ポルトランドセメントの場合で概ね０．０２ｍｍ程度である。このような粒径を有するセメントを主材セメントとして用いる場合、加重材の平均粒径は０．０２４ｍｍ以下であることが好まく、０．０２ｍｍ以下であることがより好ましい。又、平均粒径０．０１ｍｍ程度の特に粒径が小さいセメント材を主材セメントとする場合には、例えば汎用品として入手可能な一般的な加重材を、粉砕することにより粒径を更に小さくする加工を行うことによって、硬化性組成物をより好ましいものとして調合することもできる。

加重材の真比重については、当該真比重が主材セメントの真比重よりも大きい加重材を選択する。硬化性組成物に用いる加重材の真比重を主材セメントの真比重よりも大きいものとすることによって、補修対象の亀裂が存在する水中において、硬化性組成物を速やかに沈降させて、更に、亀裂内部の水を押しのけながらの亀裂の内部への浸透を促進させることができる。尚、主材セメントの真比重は、例えば、一般的なポルトランドセメントの場合で３．１２〜３．２５程度，高炉スラグやフライアッシュを用いる混合セメントの場合で２．８０〜３．１０程度である。よって、これらのセメントを主材セメントして用いる場合の加重材の真比重は、３．３０以上であればよい。尚、本発明の硬化性組成物に用いる加重材の真比重は、絶対値としては、３．３以上９．０以下であることが好ましい。

真比重が上記範囲にある無機粒子として、硫酸バリウム、鉄粉、ガーネット微粉末等を具体例として挙げることができる。中でも、酸やアルカリにも溶けることがなく、化学的な安定性が高いことにより、硬化剤中の添加物と主材セメント等との不要な反応を確実に排除しつつ本発明の効果を極めて高い確度で発現させるという観点から、硫酸バリウムを上記の所定の粒径を有するように加工した無機粒子を、加重材を構成する無機粒子として好ましく用いることができる。

本発明の硬化性組成物中における加重材の含有量は、硬化性組成物１ｍ^３当りの容積が１００ｌ以上４００ｌ以下の範囲であることが好ましく、同容積が、２００ｌ以上３００ｌ以下の範囲であることがより好ましい。例えば、加重材の真比重が上記の通り、３．３以上９．０以下である場合に、上記容積が１００ｌ未満であると、上述した態様での硬化性組成物の亀裂内への自律的な浸透が十分に起こらない場合がある。又、同様に加重材の真比重が３．３以上９．０以下である場合に、上記容積が４００ｌを超えると、硬化性組成物の成分のうち、加重材のみが分離して亀裂内に浸透し、主材セメントを十分に亀裂内に導くことができない場合がある。

［その他の混和剤］
その他、本発明の硬化性組成物には、特に、上記の各作用、特には硬化性組成物の微細な亀裂への自律的な浸透を阻害しない範囲で、必要に応じて、減水剤、消泡剤等、従来公知の混和剤を更に添加することができる。

（減水剤）
減水剤としては、特段の限定なく、従来公知の減水剤を適宜選択することができる。好ましい一例として、ポリカルボン酸系の高性能減水剤を挙げることができる。このような減水剤の添加により、本発明の硬化性組成物に、好ましい初期分散性を付与することができる。又、適切な流動性を維持しながら、より少ない加重材の添加量で、同等の好ましい効果を奏する硬化性組成物を得ることができる。

硬化性組成物中における減水剤の含有量は、硬化性組成物において、総粉体量に対する重量比が、０．３質量％以上１０．０質量％以下であることが好まく、同比が、１．０質量％以上５．０質量％であることがより好ましい。上記重量比が０．３質量％未満では、初期分散性向上の効果が必ずしも十分ではない場合がある。一方、上記重量比が１０．０質量％を超えても、それ以上の効果の増進は認められない場合が多く、又、セメントの正常な水和反応を阻害する危険性が高まる。

（消泡剤）
消泡剤としては、シリコーン系、ノニオン系、アルコール系、脂肪酸、エーテル、脂肪酸エステル、リン酸エステル、ポリエーテル系、及びフッ素系等の各種の消泡剤を適宜用いることができる。これらの消泡剤の添加により、本発明の水中構造物補修用の硬化性組成物の混練時の気泡の発生及び巻き込みを抑え、水中での脱泡容積変化や流動性の変化を抑制することができる。これにより、硬化性組成物の均一性を向上させて、補修箇所の強度のばらつきを抑え、補修箇所の耐久性を更に向上させることができる。

＜水中構造物の補修方法＞
本発明の水中構造物の補修方法は、例えば、図１、図２Ａ及び図２Ｂに示す態様によって実施することができる。この水中構造物の補修方法は、上述の水中構造物補修用の硬化性組成物１を、水中構造物１０の亀裂１１２の発生部分が浸漬されている水３の水中に投入することによって、亀裂１１２内に硬化性組成物１を自律的に浸透させ、更には、亀裂１１２内で硬化性組成物１を硬化させることによって水中構造物１０を補修する補修方法である。図２Ａは、亀裂内に水３が浸透している補修前の状態を表し、図２Ｂは本発明の補修方法による補修後の亀裂の状態を表すものである。これらの図に示す通り、本発明の補修方法の実施においては、硬化性組成物１は、亀裂１１２内の水３を押出して亀裂内奥深くまで自律的に浸透する。

硬化性組成物１の水中への投入は、亀裂の発生位置によって限定されない任意の投入位置から行うことができる。「亀裂の発生位置によって限定されない」とは、水中における亀裂の実際の発生位置や発生が推測される位置に応じた投入位置に係る条件から解放されて、自由に投入位置を選択できるという意味である。即ち、水中構造物の構造や形態、又、投入用の機器の設置条件等の任意の作業条件に応じて、最も望ましい任意の位置を、設定することができる。図１においては投入ノズル２の位置がこの投入位置とされているが、この位置を、亀裂１１２の位置に関わらず任意に設定できるということである。

又、この硬化性組成物１の投入は、亀裂１１２の発生位置を特定する工程を経ずに行うことができる。これは、本発明の硬化性組成物の独自の組成に基づく水中での好ましい流動性（拡散性）によるものである。

＜硬化性組成物の製造＞
実施例として本発明の奏する効果を検証するための硬化性組成物を製造した。硬化性組成物を製造するための使用材料としては下記のものをそれぞれ用い、それらの配合は下記表１の通りとした。尚、表１中の単位量は硬化性組成物１ｍ^３当りの配合重量（ｋｇ）を示しており、水の重量については、水中不分離性混和剤、減水剤、消泡剤の重量を含む重量としてある。又、これらの材料の混錬方法は後述の通りとした。

［使用材料］
（主材セメント）
高炉セメントＢ種（住友大阪セメント社製、比表面積：３．９５０ｃｍ^２／ｇ、密度３．０４ｇ／ｃｍ^３、平均粒径０．０１７ｍｍ。
（水中不分離性混和剤）
高機能特殊増粘剤（「ビスコトップ２００ＬＳ−２」（花王社製）。アルキルアリルスルフォン酸塩、アルキルアンモニウム塩含有。）
（加重材）
バライト微粉末（「テルバー」（テルナイト社製）。主成分は硫酸バリウム粉末）、密度４．３０／ｃｍ^３（真比重：４．３）、平均粒径：０．０１８ｍｍ、粒度分布：０．０９６ｍｍアンダーが１００％、０．０４８ｍｍアンダーが８９．６％。
（減水剤）
高性能減水剤（「マイティ２１ＨＰ」（花王社製）。ポリカルボン酸系）
（消泡剤）
シリコーン消泡剤（「ＤＫ Ｑ１−１１８３」（東レ社製）

［混錬方法］
水、高性能減水剤、消泡剤を投入し、ハンドミキサで撹拌しながら主材セメントを投入。更に撹拌しながら加重材（硫酸バリウム）を投入。投入完了後、９０秒間撹拌、水中不分離性混和剤（特殊増粘剤）を投入。その後１５０秒間撹拌。

＜硬化性組成物の性状＞
上記の通り製造した硬化性組成物の性状を確認したところ以下、表２の通りであった。

＜亀裂への自律的な浸透の確認＞
アクリル板で構成された水層の底部に、補修対象とする亀裂を想定して、それぞれ幅の異なる隙間を形成した試験体の水層を用意した。各隙間の幅は表３に記載の通りとし、各隙間の長さは３００ｍｍ、隙間の深さは１００ｍｍとした。各水層内を水で浸漬した後、実施例の硬化性組成物を隙間幅の異なる各水層に、水層底面での層厚が５０ｍｍ程度となる量を投入して、硬化性組成物が自律的にそれぞれの幅の隙間に自律的に浸透するか否か、投入後の経過時間毎の硬化性組成物の各隙間への浸透深さを観測した。観測結果を表３に示す。尚、表３の各数値については、例えば、隙間幅０．１ｍｍの場合、１６秒経過後の最大浸透深さが１３．０ｍｍ、２６秒経過後の最大浸透深さが１７．０ｍｍであったことを示している。又、最大浸透深さ１００．０ｍｍは、硬化性組成物が、隙間全体に浸透したことを示している。

表３に示す通り、本発明の硬化性組成物は、一般的なコンクリート構造物から水漏れが発生し始める初期段階の微細な亀裂、即ち、幅０．１５ｍｍ程度以上の各亀裂に対して、５０ｍｍ程度の層厚（自重）により、亀裂内部の水を押し出しながら、自律的に浸透していく様子が確認された。尚、０．１ｍｍの隙間に対しては、十分な浸透は困難であったが、上述の通り、高水圧下での漏水は幅０．１ｍｍ以下の亀裂であれば、ほとんど生じないとされていることより、本発明の硬化性組成物を用いることで、水中構造物の漏水を十分に防ぐことができる補修が可能であると考えられる。

＜止水性の確認＞
コンクリート製の円柱試験体（φ１５０ｍｍ×ｈ１００ｍｍ）の上面に幅０．４ｍｍの亀裂を形成し、この試験体を水中に配置して、実施例の硬化性組成物を、試験体上面での層厚が１０ｍｍ程度となる量を投入した。水深１３ｍに相当する水圧を作用させ、亀裂を含む部分の透水量から透水係数を測定した。実施例の硬化性組成物の投入前後の試験体の透水係数の変化は表４の通りであった。

表４より、本発明の硬化性組成物は、水中構造物の亀裂が幅０．４ｍｍという非常に幅の大きいものであっても、当該亀裂に自律的に浸透し、難透水の硬化体を形成するものであることが分かる。又、亀裂や水圧等の状況等に応じて、層厚を増大させることにより、更なる水密性の向上も可能であると考えられる。以上より、本発明の硬化性組成物は、水中構造物の水密性を向上することができるものであることが確認された。

＜水中での流動性（拡散性）の確認＞
水を張ったＵ字溝（幅０．３ｍ×高さ０．３ｍ×長さ６ｍ）に実施例の硬化性組成物を２ｌ／分の投入速度で流し込み、経過時間後毎の流動勾配を測定した。流動勾配については、非常に小さく、充填後、まもなく、硬化性組成物の堆積表面は６ｍ先までフラットな状態となった。又、硬化後の硬化性組成物のコアを投入地点からそれぞれ１ｍ、３ｍ、６ｍの位置において採取して、その密度を測定し、均質性を確認した。結果を表５に示す。

表５に示す通り、流動後の硬化性組成物における密度のばらつきは極めて小さく、５ｍ以上流動させても分離が生じず均質な状態であった。このことから、本発明の硬化性組成物は、水中に流し込むだけで、均質に拡散し、広範囲且つ不特定箇所に散在する亀裂に対しても、網羅的に補修を行うことができるものであることが確認された。

以上より、本願発明による水中構造物補修用の硬化性組成物は、従来公知の樹脂ベースの注入材等の注入によっては、十分な補修が困難であった、水中の不特定箇所に散在する微細な亀裂等に対しても、各亀裂の最深部まで自律的な浸透が可能であり、十分な耐久性をもって補修効果を保持しうる組成物であることが実証された。

Claims (6)

1. 水と、主材セメントと、水中不分離性混和剤と、無機粒子からなる加重材と、を含有し、
   前記加重材は、粒径０．１ｍｍアンダーの割合が９０％以上で粒径０．０５ｍｍアンダーの割合が８０％以上の粒度分布を有し、該加重材の真比重は、前記主材セメントの真比重よりも大きい水中構造物補修用の硬化性組成物。
2. 前記加重材の真比重が、３．３以上９．０以下である請求項１に記載の水中構造物補修用の硬化性組成物。
3. 前記加重材の平均粒径が、０．０２ｍｍ以下である請求項１又は２に記載の水中構造物補修用の硬化性組成物。
4. 前記無機粒子が硫酸バリウムである請求項１から３のいずれかに記載の水中構造物補修用の硬化性組成物。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の水中構造物補修用の硬化性組成物を、水中構造物の亀裂の発生部分が浸漬されている水中に投入する工程を含み、
   前記水中構造物補修用の硬化性組成物の水中への投入を、前記亀裂の発生位置によって限定されない任意の投入位置から行い、該水中構造物補修用の硬化性組成物を前記亀裂の内部へ自律的に浸透させることにより前記亀裂の補修を行う水中構造物の補修方法。
6. 前記水中構造物補修用の硬化性組成物の水中への投入を、前記亀裂の発生位置を特定する工程を経ずに行うことを特徴とする請求項５に記載の水中構造物の補修方法。

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